广州市南沙区人行道透水铺装材料比较研究.pdf

126STONE2023No.9STONE材料应用石材广州市南沙区人行道透水铺装材料比较研究颜日锦广州市市政工程设计研究总院有限公司，广东广州510 0 0 0摘要：本文从南沙区高标准建设海绵城市的方针出发，选取多种人行道透水铺装材料，基于造价、性能和耐久性等方面，结合现场试验段数据，得出了推荐材料，期望能够为南沙区人行道铺装提供示范和指导。关键词：人行道铺装；透水砖；海绵城市引言海绵城市的建设可以完善城市的雨洪管理功能，避免强降雨导致城市内涝，达到“小雨不湿脚、大雨不内涝、热岛有缓解、水体不黑臭”的建设目标。在以往许多建设中，城市道路排水功能不佳，雨水资源浪费，我国正大力推动慢行系统透水路面的建设2。雨水通过透水性路面补充地下水的同时，还起到了减小路表径流以减轻市政管网排水负担的作用，对降低城市热岛效应也有一定帮助3)。广州市降水丰沛，强降雨较多，在海绵城市的建设研究方面一直走在前列。目前，广州市南沙区市政道路工程选用的产品主要以天然石材为主，样式单一，缺乏多样化选择，属消耗型自然资源，过量开采不利于环境保护。大量使用天然石材，不利于海绵城市建设，海绵指标的贡献助力不够。同时由于工艺制作技术简单，准入门槛较低，市场充斥较多不合格混凝土制品，泛碱、褪色等大量存在，普通混凝土制品或透水砖品质难以保障。1人行道铺装材料选取1.1人行道铺装材料技术标准相关的城市道路规范4-5 对人行道铺装材料有相关的可靠性要求，包含了安全性、适用性、耐候性和抗融冻性等方面。广州市海绵型道路建设技术指引要求，采用透水砖作为面层时，抗压强度应 40 MPa，透水系数应10.1mm/s，保水性应 0.6 g/cm1.2木材料选取仿石透水砖、纤维混凝土透水砖、低碱透水砖等作者简介：颜日锦，（19 7 5一），男，高级工程师。市政路桥设计研究生产厂家较少，广东地区应用较少，存在单一性来源等问题。故本次研究主要根据住建部海绵城市建设适用先进技术与产品目录企业（第一批），选取目前应用范围最广的普通混凝土透水砖、陶瓷透水砖、砂基透水砖、高性能混凝土透水砖四类，每类各由两个厂家提供产品。普通混凝土透水砖为工厂浇筑混凝土的方式制作而成，抗压强度40 MPa、抗折强度4Mpa6，造价低廉，高于普通烧结砖，远低于陶瓷。同时普通混凝土透水砖还具有施工速度快、工艺简单的优点。耐候性方面，普通混凝土透水砖长时间作用容易产生褪色、变色；透水性方面，普通透水混凝土透水性能一般，2 0.1mm/s，低于砂基透水砖和陶瓷透水砖，见图1。（a）透水砖样品（b）铺成的人行道图1普通混凝土透水砖陶瓷透水砖特选质地坚硬的陶瓷废料，采用高温瓷化的熔融包裹工艺将瓷化同时制造出蜂窝状多孔颗粒型结构。陶瓷透水砖外表美观、环保，透水20.1mm/s，抗滑性能较好，性能稳定结构均匀，不易剥离。陶瓷透水砖的缺点在于施工时砖体接缝处粗糙，需要进行灰缝处理，生产工艺复杂、价格最高，127石材2023年9 期SHICAI材料应用见图2。（a）陶瓷透水砖样品（b）铺设的人行道图2陶瓷透水砖砂基透水砖由精制硅砂与环保型合金高分子胶凝材料混合搅拌后，经专业设备机械压制成型(8。砂基透水砖面层微孔透水，具有不易堵塞、透水时效长、排水能力强、抗滑性好的特点。外表采用覆膜彩砂，面层骨料均带有颜色。因此，表面不易褪色，面层色彩丰富、可定制仿石等效果。砂基透水砖造价较高，施工工艺复杂，面层无水泥基材料，部分产品磨坑长度34.2 mm，耐候性能有待提高。高性能混凝土透水砖以水泥、骨料、掺合料和外加剂为原材，通过搅拌压制成型，形成有表面致密、微米级渗水的滤水层9 高性能混凝土透水砖在保障3试验段方案3.1组织方案采取“生产一一施工”一体化方式，企业完成从产品生产到现场施工全过程，并对试验路段产品进行后期养护。每家企业根据产品要求各铺设3.6 4.2 m的“规定样式路段”，同时再铺设3.6 4.2 m的不限定样式的“自选路段”。试验段需通过半年观察期，在行人荷载作用下来检验其铺装效果，半年后进行评定。3.2评价指标根据规范9，采用人行道状况指数（FCI）来行评定。FCI按照下列公示进行计算：FCI=100-2 DP x0,;台;=3.0u,5.5u?+3.5u;DPDP:式中：表1人行道路面损坏单项扣分表（DPi）损坏单位面积损坏率下对应扣分值定义试验方法10 1计量标准类型0.010.111050100按裂缝长（m）0.2裂缝路面上出现的各类裂缝用钢尺量122025426480(m）计量松动或人行道块件出现松动、脱十字法，用直尺和按松动及变形的块件面101825406275变形空、下陷或拱起塞尺量，取最大值积计算残缺人行道块件破碎散失用钢尺量按残缺面积计算91521385464泛碱人行道块件泛碱按泛碱程度及面积计算81218364856观察褪色人行道块件褪色按褪色程度及面积计算81218364856表2 力学特性比较表项目厂家耐磨性mm连续孔隙率%28d抗压强度Mpa28d抗拉强度Mpa透水系数mm/sA3511-17404.00.15高性能混凝土透水砖B28153540.15C28合格合格合格0.2普通混凝土透水砖D29合格合格合格0.21E332039.584.60.39砂基透水砖F2930374.40.31G合格合格476.40.22陶瓷透水砖H32mm20455.90.23128STONE2023 No.9STONE材料应用石材表3人行道路面损坏单项扣分表项目厂家损坏类型损坏砖（块）损坏密度（%）扣分FCI1月内3月内6月内1月内3月内6月内1月内3月内6月内A裂缝110.0120.01201212高性能混凝土透水砖87B裂缝01200.0120.02401213C裂缝4440.0480.0480.048151515普通混凝土透水砖86D裂缝1220.0120.0240.024121313E裂缝2250.0240.0710.071131316砂基透水砖84F裂缝2560.0240.060.06131617G裂缝1110.0120.0120.012121212陶瓷透水砖90H裂缝0O000n-损坏类型总数，对人行道n=5，分别对应裂缝、松动或变形、残缺、泛碱、褪色五种；;-第i类损坏权重，其值为单项扣分值和所有扣分值之比；DP-第i类损坏单项扣分值，详见表1。4试验结果4.1力学特性耐磨性：各个品类区别不大，均在2 8 33mm之间。高性能混凝土透水砖一砂基透水砖陶瓷透水砖普通混凝土透水砖强度：陶瓷透水砖有明显优势，无论是抗压强度还是抗拉强度，均远高于其余品类。陶瓷透水砖 高性能混凝土透水砖砂基透水砖 普通混凝土透水砖。透水性：由于砂基透水砖的高孔隙率。因此，砂基透水砖最优。砂基透水砖 陶瓷透水砖 普通混凝土透水 高性能混凝土透水砖，见表2。4.2耐久性试验段通过6 个月观察期，松动或变形、残缺、泛碱、褪色四类病害均未发现。现场病害集中表现为裂缝类。根据人行道路面损坏单项扣分表，各个项目及对应厂家的人行道损坏单项扣分如下：根据表3可知，耐久性方面，陶瓷透水砖 高性能混凝土透水砖普通混凝土透水砖 砂基透水砖。4.3推荐结果普通混凝土透水砖：不推荐。质量参差不齐，铺筑后损坏可能性大，后期维护成本高，市区新建项目人行道已不采用此类材质铺装砂基透水砖：不推荐。价格相对较高，耐久性差，现场开裂较多，后期维护成本高。陶瓷透水砖：不推荐。价格最高，性价比不高。高性能混凝土透水砖：推荐。价格低于陶瓷透水砖和砂基透水砖，技术门槛高，品质可控，强度、耐磨性与砂基、陶瓷砖相近，透水性能尚佳。5结论（1）砂基透水砖价格较高且耐久性差。（2）陶瓷透水砖耐久性好但价格过高。（3）高性能混凝土透水砖较普通混凝土透水砖价格相差不大，性能和耐久性优于普通混凝土透水砖。（4）综合考虑力学特性、耐久性和造价等方面，推荐高性能混凝土透水砖作为一般路段的人行道透水铺装材料。参考文献1】王志龙.市政道路工程路基路面规划设计的原则和关键点D.黑龙江交通科技,2 0 17,40（8）：30+32.2】章佳栋.海绵城市中的人行道面层材料比选D.城市道桥与防洪,2 0 17,No.216（0 4）：12 4-12 6+14.3陈亚杰,郑晓光.应用于海绵城市建设的透水人行道设计分析D).上海公路,2 0 17,No.144（0 2）：1-2+6+4.4】城市道路工程设计规范：CJ37-2012（2 0 16 年版）S.北京：中国建筑工业出版社,2 0 16.5】城镇道路路面设计规范：CJ】16 9-2 0 12 S .北京：中国建筑工业出版社,2 0 12.6韩天宇,徐钰鹏，聂浩,季天一,耿飞，透水人行道预制铺装材料及技术研究现状DJ.绿色建筑,2 0 19,v.11;No.61（0 6）：49-53.7吴建锋,陈金桂,徐晓虹,等.利用废陶瓷制备陶瓷透水砖的研究D.武汉理工大学学报,2 0 0 9,31（19）：2 7-30.8楼跃丰,陶亚强,何迪华,等.砂基透水砖在海绵城市建设中的应用D.砖瓦,2 0 15（11）：31-33.9】城镇道路养护技术规范：CJ36-2016S.北京：中国建筑工业出版社,2 0 16.10城镇道路路面设计规范:CJ】16 9-2 0 12 S .北京：中国建筑工业出版社,2 0 11.